28.06.2022
Şarj Kontrol Cihazı Ne İşe Yarar?
Birçok kişi tarafından şarj kontrol cihazı ne işe yarar sorusu merak edilmektedir. Kontrol cihazı, güneş panellerinden gelen voltajı ve aynı zamanda akımı düzenlemektedir. Akü grubunun yüksek voltajla ya da fazla şarj olarak zarar görmesini engellemeye yarayan cihazlardır.
Sistemin, akü tipine göre belirli sabit bir voltajla şarj olmasını sağlamak ve akü tam dolu voltaj değerine ulaşınca şarj akımını kesmek, şarj kontrol cihazının en temel iki görevidir. Şarj kontrol cihazı nedir, ne işe yarar sorusunun özet açıklaması bu temel işlevler olsa da, şarj kontrol cihazları birden fazla fonksiyona sahiptir.
Niçin Şarj Kontrol Cihazı Kullanmak Gerekir?
Güneş enerjisi ile elektrik üretim sistemlerinde güvenlik göz önünde bulundurulduğunda, sistemde bir şarj kontrol cihazı mutlaka bulunması gerekmektedir. Standart olarak güneş panelleri, 12 veya 24 volt gerilim değerlerinde üretilmektedir. Fakat bu panellerin açık devre gerilimleri 18V – 31V seviyelerinde olmaktadır.
Bu farkın nedeni ise; panellerin bulutlu havalarda ve yüksek sıcaklık altında da verimli şekilde çalışmasını sağlamaktır. Örneğin; 160W gücündeki bir panelin açık devre gerilimi 18V yerine 12V olsaydı, panel sadece dik açılı tam güneş ışığı altında ve 25°C altında sadece 12V gerilim üretebilirdi. Ek olarak şarj akımı altında akü voltajı 13,6 – 14,4V arasında olacağından akü grubunu doldurabilmek için yeterli enerji üretilemezdi.
Özetle, tasarımı gereği güneş panelleri ihtiyaç fazlası voltaj üreteceğinden dolayı, bu gerilimi direkt olarak akülere beslemek, akü ömrünü azaltmakla beraber yangın ve patlama riski de oluşturmaktadır. Bu sebeple mutlaka şarj kontrol cihazı kullanmak gerekmektedir. Sabit voltajla akım beslendiği durumda bile, aküler dolunca şarj akımının kesilmesi de akü güvenliği ve akü ömrü açısından oldukça önemlidir. Bunlara ilaveten güneş panelleri, güneş ışığı almadığı akşam saatlerinde, depolanmış enerjiyi ısı enerjisine çevirerek aküleri boşaltabilmektedir. Şarj regülatörleri akımı tek taraflı geçirerek bu durumu engellemeye yönelik özel olarak tasarlanmıştır.
Şarj Kontrol Cihazı Nasıl Çalışır?
Şarj kontrol cihazı, güneş panel modülüyle akü grubu arasında olduğundan dolayı temel görevi bu iki sistem bileşeninin birbirine zarar verme olasılığını engellemektir. Yani; bu cihaz içerisinde yer alan devre ile güneş panellerinin toplam olarak çıkış gerilimi, akü geriliminin üzerine çıktığı zaman sistem şarj konumuna geçip, kontrol cihazı panellerden akülere akım akmasına izin vermektedir. Fakat güneş panellerinin çıkış gerilimi akü geriliminin altına düştüğü zaman ise, akülerden panellere olabilecek akım akışına izin vermemektedir.
Şarj kontrol cihazları bir bakıma DC-DC düzenleyicidir. Yani, güneş panellerinde sabit olarak üretilemeyen gerilim ve akımı sabitleyerek akülerin daha verimli şekilde şarj olmasını sağlamaktadır. Genel olarak 12 V gerilime sahip akülerin tam olarak şarj olabilmesi için yaklaşık 14-14.5 V civarında gerilime ihtiyacı vardır. Eğer güneş panelinden gelen 18-20 V düzeyindeki gerilim düzenlenmez ise; akü aşırı şarjdan ötürü zarar görmektedir. Kontrol cihazı da bu yüksek voltajı akü şarj düzeyine indirerek düzenlemektedir.
Şarj Kontrol Cihazları Nasıl Seçilir?
Şarj kontrol cihazı seçilirken; güneş panellerinin toplam olan çıkış gerilimine, kısa devre akım değerine ve akü grubunun toplam gerilim miktarına dikkat etmek çok önemlidir. Güneş panellerinin toplam kısa devre akımı bazı zamanlarda ışınımın ve sıcaklığın artışına bağlı olarak yükseleceği için toplam panel çıkış akımının 1.25 katı şarj kontrol cihazının şarj akımı kapasitesini oluşturmaktadır.
PWM ve MPTT Şarj Kontrol Cihazları Arasındaki Temel Fark Nedir?
PWM ve MPTT şart kontrol cihazları arasındaki temel fark; MPPT cihazlarının daha verimli olmasıdır. MPPT şarj kontrol cihazları, PWM tipine göre şarj verimliliğinde yüzde 30’a kadar daha fazla artış sağlayabilmektedir. PWM sistemlerinde panel gerilimi ile akü gerilimi mutlaka eşleştirilmelidir. MPPT sistemler ise; panel dizisinin akülerden daha yüksek voltajda olmasına izin vermektedir. Bu da sistem büyümesi için daha fazla esneklik manasına gelir.
Diğer bir taraftan MPPT denetleyicileri, PWM denetleyicilere kıyasla daha pahalıdır. Bu sebeple verimliliğin kritik olmadığı küçük sistemlerde hala PWM şarj kontrol cihazları tercih edilip, kullanılmaktadır.
Şarj kontrol cihazı seçimi yapar iken, güneş enerji sisteminin boyutu göz önüne alınmalıdır. MPPT şarj kontrol cihazları, profesyonel uygulamalarda tercih edilmelidir. PWM şarj regülatörleri ise, fazla özelliğe ihtiyaç duyulmayan küçük uygulamalarda yeterli performansı gösterebilmektedir.